Die am häufigsten verwendeten thermoplastischen Folien für ein Glaslaminat/Verbundglas1 oder Verbundsicherheitsglas (VSG) sind PVB (Polyvinylbutyral), EVA (Ethylvinylacetat) oder TPU (Thermoplastische Polyurethane). Diese Folien sind hochreißfest und zähelastisch, und weisen eine hohe Adhäsion mit Glas sowie einen sehr ähnlichen Brechungsindex auf.
Das Auswahlkriterium der richtigen Folie ist mit der Entscheidung eines Autokäufers zwischen Benzin- und Dieselmotor vergleichbar. Beide haben ihre Stärken und manchmal Schwächen und die Auswahl ist abhängig von den jeweiligen Anforderungen. Wobei im Bezug auf Glasverbundsysteme die unterschiedlichen Verarbeitungsarten, die Eigenschaften der Laminierpolymere sowie die Anforderungen an das Endprodukt (VSG bzw. Laminate mit Zustimmung) eine Rolle spielen. Zur Kontrolle der Qualität von Verbundglas dient u.a. der sogenannte Pummeltest2.
Herstellungsverfahren
Die Herstellung von VSG mit PVB-Folie im Autoklav-Verfahren setzt einen Autoklaven (großer verschließbarer Druckbehälter) voraus, die PVB-Folie muss in Klimakammern bei 0% Feuchtigkeit gelagert werden. Das Verarbeiten von Scheiben und Folie(n) erfolgt im Reinraum. Dort werden sie aufeinander gelegt und dann zum Vorverbund zusammengefügt. Im nächsten Schritt erfolgt im Autoklav unter Hitze und hohem Druck die Verklebung zu einer fixen Einheit.
EVA oder TPU sowie spezielles autoklavfreies PVB benötigen keinen Überdruck und lassen sich daher in „kleineren“ Laminieröfen mit entsprechender Vakuumtechnologie verarbeiten. Dazu werden Scheiben und Folien aufeinander gelegt und diese Einheit dann in einem Vakuumsack verschweißt oder mit Hilfe von Silikonmatten luftdicht im Ofen verklebt. Auch solche Produkte sind zum Teil als VSG zugelassen.
Unterschiede der Laminierpolymere
Für die Verarbeitung von EVA ist kein Reinraum notwendig. Es findet überall dort Anwendung, wo hohe Klebekraft benötigt wird, und wo an Verbundgläser hohe Anforderungen etwa in Bezug auf Feuchtigkeit gestellt werden (Fassadenelemente, Vordächer, Duschen oder im Schiffbau). Werden komplexere geometrische Formen gefordert, kommt EVA häufig zum Einsatz, ebenso für Ornamentverbundgläser oder beim Einbau von Wavern3 in Solarmodulen. Soll VG in Kombination mit EVA verwendet werden, bedarf dies einer Zustimmung im Einzelfall.
Generell gibt es zugelassene Laminierfolien, auch mattweiß, farbig oder bedruckbar. Weitere zugelassene Spezialfolien verfügen über elektrische Schaltbarkeit, Heizfunktion, Flüssigkristallfilm, Sonnen- und Sichtschutz. Auch Interlayer aus Fremdmaterialien (z.B. Stoffe, Metallgitter) lassen sich mittels Polymeren einlaminieren.
Bedruckte Folien
Der Einsatz von bedruckten Folien im Verbundglas ist ideal, um opake Glasflächen in der Fassade optisch zu gestalten. Vorteile liegen in der beidseitig gleich klar glänzenden Ansicht des Glases sowie im erhöhten Schutz des Bildes vor äußeren Einflüssen. Dazu können zum einen PET-Folien bedruckt und als Interlayer – zwischen Polymeren eingebettet – laminiert werden.
PVB- und EVA-Folien lassen sich direkt bedrucken, wie etwa „protecC–design“ von MGT Mayer Glastechnik aus Feldkirch, Österreich, das in Kombination mit einer speziell bedruckten PVB-Folie als VSG zugelassen ist. Bei diesem Produkt wird ein Bildmotiv im Maßstab 1:1 auf eine 0,76mm starke PVB-Folie digital aufgedruckt und mit einer weiteren 0,38mm PVB-Folie vorverbunden.
Die maximale Scheibengröße beträgt druckerbedingt 2300 x 5300mm, wobei das Scheibengewicht 300kg nicht überschreiten darf. Für die Innen- und Außenanwendungen sind fast alle Farbtöne erhältlich, wobei nach Herstellerauskunft die UV-Beständigkeit der Farben gewährleistet ist. Die Durchsicht des Bildes lässt sich durch den Bedruckungsgrad einstellen (von 0 bis 100%).
Der Druck kann auf opaker oder farbiger Folie erfolgen, hierbei muss der Verarbeiter berücksichtigen, dass die bedruckte Seite die Ansichtsseite ist. Mit diesem digitalen Druckverfahren lassen sich kostengünstig auch Kleinserien sowie Einzelscheiben anfertigen.
Licht kommt ins Spiel
Seit einigen Jahren lassen sich leuchtende VG- und VSG-Systeme herstellen, wobei die eingesetzten Folien (PVB, EVA oder TPU) mit LED4- und SMD5-Elektronik bestückt werden. Dazu werden transparent metallisierte PET-Folien als Interlayer eingesetzt, die mit Mikro-Elektronikbauteilen versehen sind. Ein führender Anbieter ist die schweizerische Sun-Tec Swiss United Technologies GmbH, die ein tieftemperatur-härtendes, transparentes und elektrisch leitfähiges Klebersystem entwickelt hat, das u.a. den Versand der bestückten Folien in Rollen erlaubt, maximale Folienmaße 1250 x 3500mm.
Die LED-Folien lassen sich mittels EVA oder TPU im autoklavfreien Verfahren verbinden. Dies hat den Vorteil, dass die Gläser unter Normalbedingungen verarbeitet werden können. Die Luftfeuchtigkeit vermindert hierbei die elektrostatischen Aufladungen von EVA und TPU. Diese Folien umfließen zudem die LEDs besser als das steifere PVB. Für die Anforderungen bei Glasfassaden wird zunehmend auch PVB verwendet.
Heute sind Folien erhältlich, die mit sogenannten Full Colour RGB LEDs bestückt sind, die man einzeln ansteuern kann. Damit lassen sich beispielsweise Glasfassaden umsetzen, die als große Bildschirme einsetzbar sind. Die Herausforderung dabei liegt aber in den elektrischen Kontakten und der Elektronik. Eine Kombination aus bedruckten und mit LED bestückten Folien ist möglich.
Aktuell entwickelt Sun-Tec neue LED-Folien, die gleichzeitig als Heizfolien eingesetzt werden können, u.a. für Glasheizungen oder Dach-Fassadengläser Bei den letzteren verhindert die integrierte Heizfolie eine hohe Schneelast oder das Anlaufen der Gläser. Beheizte LED-Glaskacheln ermöglichen eine elektrische Bodenheizung und die „Sensor-LED“-Glaskachel reagiert auf menschliche Annäherung und kann verschiedene Funktionen auslösen.
Die Meinung der Autoren
Verbundgläser werden zunehmend als Überkopfverglasung, Absturzsicherung, Einbruch- und Personenschutz, Sicht- und Schallschutz sowie zur Lichtstreuung verwendet, ebenso im Interieur und als Möbelgläser sowie im Konstruktiven Glasbau, als begehbare und befahrbare Gläser. Wir hoffen, dass die breite Vielfalt der technischen und vor allem auch der gestalterischen Möglichkeiten bei der Verbundglasherstellung immer mehr kleine- und mittelständige Unternehmen ermutigt, sich an dieses zukunftsorientierte Thema heranzuwagen. Denn dort liegt ein enormes Marktpotenzial.—
1 Verbundglas/Glaslaminat: Sammelbegriff für ein Laminat mit mindestens zwei Glasscheiben, die durch eine klebfähige Zwischenschicht aus Gießharz oder Verbundfolie verbunden sind.
2 Pummeltest: damit wird die Qualität und Sicherheit von Verbundgläsern anhand der Haftung von gebrochenen Glasstücken an der Verbundfolie (z.B. PVB-Folie) geprüft.
3 Waver: Silizium-Scheibe für Solarmodul
4 LED = kurz für Light Emitting Diode, bzw. lichtemittierende Diode
5 SMD = kurz für Surface-Mounted Device
Die Autoren
Die angehenden Glas- und Fensterbautechniker Kathrin Weidenfeller und Thorsten Buschjäger studieren an der staatlichen Glasfachschule Hadamar. Die Technikerklasse des 1. Jahrgangs behandelt unter Dozent Franz Jörg Dall in einer GLASWELT-Serie aktuelle Glasthemen.
Verbundfolien – ausgestattet mit Leuchtdioden – wie hier als Sensor LED-Kachel ähnlich wie ein Touchscreen – sind ein ansprechender Blickfang.
